UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
INSTITUTO DE PSICOLOGIA
CAROLINE COSTA GOMES ALENCAR
Efeitos da Desnutrição Proteica na Percepção de
Contraste e Acuidade Visual em Humanos e em Ratos
(Obra de Abelardo da Hora)
CAROLINE COSTA GOMES ALENCAR
Efeitos da Desnutrição Proteica na Percepção de
Contraste e Acuidade Visual em Humanos e em Ratos
(Versão Original)
Tese apresentada ao Instituto de Psicologia da Universidade de São Paulo como requisito para a obtenção do título de Doutor em Neurociências e Comportamento
Orientador: Luiz Roberto Giorgetti de Britto Co-Orientador: Sebastião de Sousa Almeida
FICHA CATALOGRÁFICA
Catalogação na publicação Biblioteca Dante Moreira Leite
Instituto de Psicologia da Universidade de São Paulo
Alencar, Caroline Costa Gomes.
Efeitos da desnutrição proteica na percepção de contraste e acuidade visual em humanos e em ratos / Caroline Costa Gomes Alencar; orientador Luiz Roberto Giorgetti de Britto. -- São Paulo, 2014.
90 f.
Tese (Doutorado – Programa de Pós-Graduação em Psicologia. Área de Concentração: Neurociências e Comportamento) – Instituto de Psicologia da Universidade de São Paulo.
1. Desnutrição 2. Acuidade visual 3. Sensibilidade ao contraste 4. Psicofísica I. Título.
DEDICATÓRIA
Dedico esta tese à minha esposa, meu amor, minha família, minha parceira, minha melhor amiga, Grasielle Dias Alencar. Obrigada por ter andado
AGRADECIMENTOS
Á minha mãe, Adriana Marcolino, por todos os ensinamentos que me fizeram ser quem sou hoje. Pela segurança de saber que sempre posso contar contigo e que farás tudo pela minha felicidade! Te amo imensamente.
Ao meu irmão, o pastor Antônio Alencar, por ser um irmão tão maravilhoso, carinhoso, bondoso, agradável, companheiro e por, apesar das diferenças religiosas e da minha sexualidade, continuar me amando e sendo um exemplo pra mim.
À minha irmã, Rafaela Alencar, por ser minha irmãzinha linda, divertidíssima e além de super inteligente e competente.
À minha cunhada, Gerlândia Alencar, por cuidar tão bem do meu irmão pra mim e fazê-lo tão feliz!
À minha avó, Evanice, por toda ajuda e apoio na minha educação e pelo financiamento dos meus 6 anos de inglês. I love you grandma!
Aos meus tios Augusto Gomes e Susan Albuquerque, e seus filhos, Camila e Bruno, por serem tão presentes, carinhosos, atenciosos e caridosos comigo.
À minha tia Luciana Marcolino, por todo cuidado e carinho de sempre.
À minha tia Liana Marcolino, pela ajuda junto à Secretaria de Saúde.
Ao meu tio Aurélio Marcolino, por mesmo sendo tão ocupado, ter criado imagens e animações do equipamento aqui desenvolvido.
A minha tia Zélia Alencar, por ter me proporcionado uma ótima educação no melhor colégio de João Pessoa, Colégio Pio XI Bessa.
À minha tia “Tana”, Ana Maria Alencar, por ter sido minha família em São Paulo e por ter me ajudado emocional e financeiramente nesses 4 anos de doutorado.
À minha sogra, Maria Dias da Costa, pelo cuidado, carinho, mimos e comidas maravilhosas.
Ao meu sogro, Ramiro da Costa, por toda gentileza, educação, simpatia e pelas inúmeras caronas.
Às minhas cunhadas Gisele Dias e Elaine Dias, e ao meu cunhado Renato, por todo o carinho, apoio e aceitação na família.
você!
À Profª. Dra. Marina Sorrentino, por todo apoio pessoal e profissional, por ter dividido comigo os meus problemas e ajudado a encontrar soluções. Você além de uma grande amiga foi um anjo e um grande presente na minha vida!
À Profª. Dra. Kallene Vidal, por ter sido minha primeira amiga em São Paulo, pelos “passeios” ao banco, almoços e sorrisos, o fato é que tudo com você é divertido, até os momentos mais difíceis. Quero sua amizade pra sempre!
À Profª. Dra. Gabriela Chaves Kirsten, pela companhia sempre agradável e por saber que posso contar com você!
Ao Prof. Dr. Mauro Leonel, por toda Inteligência, simpatia e humildade.
Ao Adilson, por cuidar do chefe, do Laboratório e de todos tão bem e de forma tão divertida.
A todos os demais do Laboratório de Neurobiologia Celular da USP, em especial às Professoras Doutoras. Taisa Santos, Ana Ferreira, Caroline Real, Érica Kinjo, Vivian Guedes, Rafaela Pestana, Rosana Pagano e Marúcia Chacur.
À Universidade de São Paulo (USP – Capital), pela estrutura e apoio fornecidos.
À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – FAPESP, pelo apoio financeiro indispensável.
Ao setor de Inovação da USP, pela parceria e incentivo no desenvolvimento do Labirinto de Imagens.
Ao Prof. Dr. Sebastião Almeida pela co-orientação, e os membros do Laboratório de Nutrição e Comportamento (USP – Ribeirão Preto), por todo ensinamento em desnutrição.
Ao Prof. Dr. Natanael Antonio dos Santos pela parceria desde a Iniciação Científica, e os membros do Laboratório de Percepção, Neurociências e Comportamento (Universidade Federal da Paraíba), em especial as Professoras Doutoras Renata Toscano e Aline Lacerda, por toda base em pesquisa experimental.
INDICE DE FIGURAS
Figura 1: Curvas de desenvolvimento do cérebro de ratos e humanos (Dobbing, 1981).
4
Figura 2: Exemplos de um estímulo neutro e estímulos de teste, em coordenadas cartesiana e polar, respectivamente, calibrados para serem vistos a uma distância de 150 cm.
17
Figura 3: Função de Sensibilidade ao Contraste (FSC) para estímulos em
coordenadas cartesianas, em crianças sem desnutrição (GC --●--), com desnutrição atual (GEa --■--) e com desnutrição pregressa (GEp --▲--), para as frequências espaciais de 0,25; 1,0; 2,0 e 8,0 cpg. As barras verticais denotam intervalo de confiança de 95%. O asterisco (*) representa diferença estatisticamente
significante (p<0,05) entre o GC e os demais grupos, já a cerquilha (#) representa diferença estatisticamente significante entre os grupos experimentais.
23
Figura 4: Função de Sensibilidade ao Contraste (FSC) para estímulos circulares, em coordenadas polares, em crianças sem desnutrição (GC --●--), com desnutrição atual (GEa --■--) e com desnutrição pregressa (GEp --▲--), para as frequências espaciais de 0,25; 1,0; 2,0 e 8,0 cpg. As barras verticais denotam intervalo de confiança de 95%. O asterisco (*) representa diferença estatisticamente
significante (p<0,05) entre o GC e os demais grupos, já a cerquilha (#) representa diferença estatisticamente significante entre os grupos experimentais.
25
Figura 5: Gráficos do acompanhamento de peso da Rata-Mãe (à esquerda) e da ninhada (à direita) do GC (--○--), do GEa (--□--) e do GEp (--▲--). O eixo y mostra o peso em gramas, e o eixo x mostra os dias em que houve pesagens (0, 7, 14, e 21).
36
Figura 6: Gráfico de acompanhamento de peso (eixo y) do GC (--○--), do GEa (
--□--) e do GEp (--▲--), do dia 28 ao dia 70 (eixo x). 37 Figura 7: Diagrama esquemático do aparelho para aferir a capacidade visual de
animais de laboratório em condições diversas. (A) Primeiro compartimento. (B) Segundo compartimento.
42
Figura 8: Labirinto de Imagens visto de cima 43
Figura 9: Diagrama esquemático de resposta comportamental. O animal responde corretamente quando escolhe o caminho que leva ao estímulo teste (com as grades senoidais), sendo assim reforçado com água no bebedouro. Quando o animal responde incorretamente, ou seja, escolhe o caminho que leva até o estímulo cinza (neutro), encontra o bebedouro vazio, ficando sem reforço.
47
Figura 10: Acuidade Visual (eixo y) do GC, GEa e GEp (eixo x) para estímulos em coordenadas cartesianas. As barras de erro verticais denotam um intervalo de confiança de 95%. O asterisco (*) representa diferença estatisticamente
significante (p<0,05) entre o GC e os demais grupos, já a cerquilha (#) representa diferença estatisticamente significante entre os grupos experimentais.
49
Figura 11: Gráfico de barra contendo a SC (eixo y) para o GC, GEa e GEp (eixo x). As barras de erro verticais denotam um intervalo de confiança de 95%. O asterisco (*) representa diferença estatisticamente significante (p<0,05) entre o GC e os demais grupos.
imuno-peroxidase com calbindina (CB), calretinina (CR) e parvalbumina (PV). As legendas (à direita da imagem) indicam a localização aproximada da camada nuclear externa (ONL), da camada nuclear interna (INL), da camada plexiforme interna (IPL) e da camada das células ganglionares (GCL). Barra de escala = 60μm. .
Figura 13: Quantidade de Células Horizontais e Amácrimas por mm² (eixo y) na retina central do GC, GEa e GEp (eixo x), obtida por meio de marcação com Calbindina. As barras de erro verticais equivalem à média ± o erro padrão da média, com intervalo de confiança de 95%. Não há diferenças significantes entre os grupos (p>0,05).
60
Figura 14: Quantidade de Células Horizontais por mm² (eixo y) na retina central do GC, GEa e GEp (eixo x), obtida por meio de marcação com Parvalbumina. As barras de erro verticais equivalem à média ± o erro padrão da média, com
intervalo de confiança de 95%. Não há diferenças significantes entre os grupos (p>0,05).
61
Figura 15: Quantidade de Células Bipolares e Ganglionares por mm² (eixo y) na retina central do GC, GEa e GEp (eixo x), obtida por meio de marcação com Calretinina. As barras de erro verticais equivalem à média ± o erro padrão da média, com intervalo de confiança de 95%. Não há diferenças significantes entre os grupos (p>0,05).
62
Figura 16: Espessura retiniana (eixo y) total e por camada: ONL, INL, IPL e GCL, para o GC, GEa e GEp (eixo x). As barras de erro verticais equivalem à média ± o erro padrão da média, com intervalo de confiança de 95%. Não há diferenças significantes entre os grupos (p>0,05).
64
Figura 17: Cortes transversais do córtex visuo-sensorial primário de ratos adultos controle, com desnutrição atual (DA) e com desnutrição pregressa (DP) marcados com PAN (marcador de neurofilamentos) por meio do método de
imuno-peroxidase. Barra de escala = 100 μm.
Tabela 1 - N válido utilizado para análise estatística; médias, mínimo, máximo, desvio padrão e erro padrão dos valores de sensibilidade ao contraste dos grupos (GC, GEa e GEp) para as frequências espaciais de 0,25; 1,0; 2,0 e 8,0 cpg
24
Tabela 2 - N válido utilizado para análise estatística; médias, mínimo, máximo, desvio padrão e erro padrão dos valores de sensibilidade ao contraste dos grupos (GC, GEa e GEp) para as frequências espaciais de 0,25; 1,0; 2,0 e 8,0 cpg
26
Tabela 3 –Composição das dietas controle e hipoproteica (em porcentagem) 35 Tabela 4: Acompanhamento de peso do dia 0 aos 21, no GC, GEa e GEp 36 Tabela 5: Acompanhamento de peso dos ratos machos (Média, Desvio Padrão da Média e Erro Padrão da Média) do GC, GEa e GEp, do dia 28 ao dia 70 38 Tabela 6: Média, Desvio Padrão e Erro Padrão da Acuidade Visual do GC, GEa e
GEp 49
Tabela 7: Média, Desvio Padrão e Erro Padrão da SC do GC, GEa e GEp 50 Tabela 8: Média, Desvio Padrão e Erro Padrão da Quantidade de Células
Horizontais e Amácrimas por mm², marcadas com Calbindina, para GC, GEa e GEp
59
Tabela 9: Média, Desvio Padrão e Erro Padrão da Quantidade de Células
Horizontais por mm², marcadas com Parvalbumina para GC, GEa e GEp 60 Tabela 10: Média, Desvio Padrão e Erro Padrão da Quantidade de Células
Bipolares e Ganglionares por mm², marcadas com Calretinina, para GC, GEa e GEp
62
Tabela 11: Média, Desvio Padrão e Erro Padrão da espessura retiniana total e das
ABREVIATURAS
AV - Acuidade Visual. CB - Calbindina.
CNPq - Conselho Nacional De Desenvolvimento Científico E Tecnológico. CR - Calretinina.
DA - Desnutrição Atual. DE - Desnutrição Progressa.
FSC - Função De Sensibilidade Ao Contraste. GC - Grupo Controle.
GEa - Grupo Experimental Atual. GEp - Grupo Experimental Progresso. GLC - Camada Das Células Ganglionares. INL - Camada Nuclear Interna.
IPL - Camada Plexiforme Interna.
LPNeC - Laboratório De Percepção, Neurociências E COMPORTAMENTO. ONL - Camada Nuclear Externa.
PETI - Programa De Erradicação Do Trabalho Infantil. PV - Parvalbumina.
ÍNDICE DE ANEXOS
ANEXO I – Parecer da Comissão de Ética em Pesquisa com Seres Humanos do ICB. ANEXO II – Termo de Consentimento Livre e Esclarecido.
ANEXO III –Anamnese Nutricional.
ANEXO IV – Certificado da Comissão de Ética em Pesquisas com Animais do Instituto de Psicologia.
RESUMO
O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da desnutrição proteica em
humanos e em modelo animal por meio de medidas comportamentais e bioquímicas. Participaram desse estudo 60 crianças com idade de 7 a 10 anos, sendo 20 eutróficas (grupo controle, GC), 20 com desnutrição atual (grupo experimental atual, GEa) e 20
com desnutrição pregressa (grupo experimental pregresso, GEp). Esses três grupos foram replicados em modelo animal, sendo cada grupo composto por 6 ratos wistar. A
acuidade visual (AV) e a sensibilidade ao contraste (SC) foram medidas por meio do método psicofísico em humanos (experimento I) e em ratos (experimento II). Para a medida comportamental com animais foi desenvolvido o Labirinto de Imagens. As
análises bioquímicas foram realizadas por meio da técnica de imunohistoquímica e de morfometria da retina de 5 animais de cada grupo (experimento III). Os resultados dos
testes comportamentais em humanos e em animais mostraram prejuízos no desempenho dos grupos desnutridos, principalmente no GEp, mesmo com recuperação nutricional. O Labirinto de Imagens se mostrou uma ferramenta útil para medida de parâmetros visuais
em roedores. Entretanto, as análises histológicas não apresentaram diferenças significantes entre os grupos, o que provavelmente se deve ao nível de análise não ser
capaz de medir componentes sinápticos, arborização dendrítica ou do sistema de neurotransmissão.
SUMÁRIO
1 - INTRODUÇÃO 01
1.1 - A DESNUTRIÇÃO COMO FATOR DE RISCO 01
1.2 - A IMPORTÂNCIA DA NUTRIÇÃO PARA O DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA NERVOSO
02
1.3 - EFEITOS BIOCOMPORTAMENTAIS DA DESNUTRIÇÃO 04
1.4 - CONSEQUÊNCIAS DA DESNUTRIÇÃO PARA O SISTEMA VISUAL
07
1.5 – A ACUIDADE VISUAL E SENSIBILIDADE AO CONTRASTE
VISUAL 08
2 – JUSTIFICATIVAS 11
3 - OBJETIVOS 12
3.1 - GERAL 12
3.2 – ESPECÍFICOS 12
4 – APRESENTAÇÃO 13
5 - EXPERIMENTO 1 14
5.1 - MATERIAIS E MÉTODOS 14
5.1.1 - AMOSTRA 14
5.1.2 - CRITÉRIOS DE CLASSIFICAÇÃO DA AMOSTRA 15
5.1.3 – ESTÍMULOS VISUAIS E EQUIPAMENTOS 17
5.1.4 – PROTOCOLO DO MÉTODO COMPORTAMENTAL COM
HUMANOS
19
5.2 – RESULTADOS 21
5.2.1 - SENSIBILIDADE AO CONTRASTE PARA ESTÍMULOS EM COORDENADAS CARTESIANAS
22
5.2.2 - SENSIBILIDADE AO CONTRASTE PARA ESTÍMULOS EM
COORDENADAS POLARES 24
5.3 - DISCUSSÃO 26
5.3.1 – SENSIBILIDADE AO CONTRASTE PARA ESTÍMULOS EM COORDENADAS CARTESIANAS
26 5.3.2 – SENSIBILIDADE AO CONTRASTE PARA ESTÍMULOS EM
COORDENADAS POLARES
30
6 – EXPERIMENTO 2 33
6.1 - MATERIAIS E MÉTODOS 33
6.1.1 – ANIMAIS 33
6.1.2 - SITUAÇÃO NUTRICIONAL 34
6.1.3 - EQUIPAMENTO 39
6.1.4 - PROTOCOLO DE ANÁLISE COMPORTAMENTAL 44
6.2 – RESULTADOS 48
6.3 – DISCUSSÃO 51
7 – EXPERIMENTO 3 55
7.1 - MATERIAIS E MÉTODOS 55
7.1.1 – ANIMAIS 55
7.1.2 - PROTOCOLO DE IMUNO-HISTOQUÍMICA 55
7.2 – RESULTADOS 58
7.2.1 - ANÁLISE DAS RETINAS 58
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 71
1 - INTRODUÇÃO
1.1 - A DESNUTRIÇÃO COMO FATOR DE RISCO
A desnutrição é um desequilíbrio entre a necessidade do corpo e a ingestão de nutrientes essenciais, seja devido a uma hipernutrição ou uma hiponutrição. No presente estudo, o termo desnutrição é utilizado em seu sentido mais comum, como sinônimo de
hiponutrição, subnutrição, ou má-nutrição. A desnutrição pode ocorrer quando há baixa ingestão de nutrientes, ou seja, ingestão de nutrientes em quantidade insuficiente; ou
quando há ingestão de alimentos que não contemplam todos os nutrientes essenciais necessários para a manutenção dos sistemas corporais, ou seja, ingestão de alimentos pobres em um (ou mais) dos nutrientes essenciais. Dessa forma é importante salientar
que a desnutrição pode caracterizar-se tanto pela quantidade de nutrientes ingeridos quanto pela qualidade destes (Morgane et al., Mokler & Galler, 2002).
Essa deficiência pode ocorrer devido a fatores externos, como ingestão alimentar insuficiente, ou por fatores internos, como absorção deficiente do intestino (má absorção nutricional), podendo ser perpetuada de geração a geração (Allen, 1993). A
desnutrição, quando acontece entre gestantes, leva um sexto das crianças a nascer com baixo peso, o que aumenta a mortalidade infantil (WHO, 2005).
Nos países em desenvolvimento, aproximadamente, um terço das pessoas possui algum tipo de deficiência vitamínica ou mineral (WHO, 2005) e um quarto das crianças
em idade pré-escolar (27%) sofre de desnutrição, o que equivale a mais de 143 milhões de crianças desnutridas com menos de cinco anos de idade (UNICEF, 2007b). Segundo a World Health Organization (2002), crianças pobres tem seis vezes mais chances de
A desnutrição é responsável pela morte prematura de milhões de crianças (Black
et al., 2003). Quando não age como causa direta da morte infantil, age como causa secundária (WHO, 2002), deixando o organismo susceptível a infecções e a doenças
como diarreia, pneumonia, malária e sarampo (Caulfield et al., Onis et al., 2004). Contribui também como causa latente para mais da metade (53%) das mortes de crianças com menos de cinco anos de idade (WHO, 2005), totalizando mais de seis
milhões por ano (UNICEF, 2007b). Segundo Black et al. (2003), isto corresponde a quase 16.000 crianças morrendo por dia, uma a cada cinco segundos. Para alterar esta
situação, a United Nations Children’s Fund, UNICEF (2007a) aconselha a prescrição de alimento como remédio essencial para imunização e cuidados pediátricos.
1.2 - A IMPORTÂNCIA DA NUTRIÇÃO PARA O DESENVOLVIMENTO DO
SISTEMA NERVOSO
A desnutrição é seguramente o fator ambiental que mais contribui para alterações permanentes no desenvolvimento do cérebro do feto e do neonato (Galler,
2001; Morgane et al., 2002). Uma nutrição adequada é essencial para o desenvolvimento estrutural, maturacional e funcional do sistema nervoso (Diaz-Cintra
et al., 2007; Morgane et al., 1978; Noback & Eisenman, 1981; Winick, 1975).
Fatores cruciais referentes à como e em que extensão esse insulto nutricional
afeta o sistema nervoso central são: (a) o tipo de nutriente que está sendo ingerido de modo insuficiente; nesse sentido, a desnutrição proteica tem sido a mais estudada, visto que, uma dieta deficitária quanto à ingestão de proteína, leva a uma consequente
1996); (b) a duração do insulto nutricional (desnutrição por períodos curtos ou longos);
(c) a intensidade do insulto (leve, severa ou moderada); e (d) a idade em que a desnutrição acontece.
No que se refere ao fator idade em que a desnutrição acontece, a literatura aponta para a existência de um período crítico de rápido crescimento cerebral, no qual acontecem processos organizacionais precoces como a neurogênese, mielinização,
migração, organização sináptica e diferenciação celular, que estão intimamente dependentes dos aminoácidos provenientes da dieta (Dobbing, 1990; Guedes et al.,
2004; Smart, 1990, 1991). Nos seres humanos, o período crítico se estende desde o terceiro mês de gestação até o segundo ano de vida (Morgane et al., 1993).
Segundo Rodier (1976 e 1980), o desenvolvimento do sistema nervoso acontece
em fases que seguem uma sequência. Essa sequência varia de uma área cerebral para outra ou até dentro da mesma área. Nos mamíferos, não há mudança no
desenvolvimento genotipicamente ordenado; o que varia é o tempo de início e duração de cada etapa de desenvolvimento.
Esta semelhança na curva de crescimento do cérebro durante o período crítico
(Figura 1), além das similaridades entre as bases neurais que subjazem o comportamento de homens e animais, como por exemplo, ratos (Kolb, 2005), justificam
Figura 1: Curvas de desenvolvimento do cérebro de ratos e humanos (Dobbing, 1981).
Outro tecido neural que sofre influência do estado nutricional é a retina, que precisa, principalmente, de ácidos graxos poliinsaturados de cadeia longa (Morale et al.,
2005), e os ômega 3 (Uauy et al., 1990, 1992, 1993, 1994; Birch et al., 1992; Hoffman et al., 1993) como ácidos linoleicos,araquidônicos e docosahexaenoicos (Berseth et al.,
2011; Scalabrin et al., 2011; Uauy et al., 2003), entre outros, para se desenvolver normalmente. A falta ou deficiência desses nutrientes em bebês e crianças está relacionada a prejuízos na função visual.
1.3 - EFEITOS BIOCOMPORTAMENTAIS DA DESNUTRIÇÃO
1992; Bedi & Warren, 1988; Carughi et al., 1978; Tonkiss et al., 1993). Morgane et al.
(1993) encontraram diminuição no número total (Dobbing et al., 1971) e no tamanho de células neuronais, além de alterações nas ramificações dendríticas e na camada de
mielina dos neurônios. Diversos estudos encontraram diminuição do peso cerebral em ratos (Brown, 1966; Jackson & Stewart, 1920) e em humanos (Engsner et al., 1974a, 1974b; Rozovski et al., 1971) desnutridos. Foram encontrados ainda, prejuízos
permanentes no número de células no córtex cerebral e cerebelar (Dobbing, 1981). O modelo hipocampal é o mais utilizado em estudos que avaliam os efeitos
biocomportamentais da desnutrição, devido à importância do hipocampo em muitos processos neurais básicos. Diversas pesquisas encontraram alterações no hipocampo devido a déficit nutricional, como: (a) perda neuronal maciça nos giros dentados CA1 e
CA3 (Andrade et al., 1995a; Bedi, 1991; Lister et al., 2005; Paula-Barbosa et al., 1988, 1989), (b) perda neuronal na região subicular (Andrade et al., 1998), (c) redução no
número de células (Lukoyanov & Andrade, 2000), (d) redução no tamanho do soma (Cintra et al., 1990; Diaz-Cintra et al., 1991; Diaz-Cintra et al., 1994), (e) perda de conexões sinápticas (Andrade et al., 1995b; Lukoyanov & Andrade, 2000), (f) retardo
na mielinização, gliogênese, diferenciação e proliferação da oligodendróglia e na maturação glial (Lai & Lewis, 1980; Lai et al., 1980).
Alterações de qualquer natureza no hipocampo podem indicar mudanças emocionais (Bailey et al., 1986; File et al., 1998; Jessa et al., 1996; Sams-Dodd et al.,
1997; Smythe et al., 1998) e, principalmente, prejuízos na aprendizagem e memória
(Bailey et al, 1986; Dunbar et al., 1993; Geinisman et al., 1995; Maaswinkel et al., 1999; Morris et al., 1982; O‘Keefe & Nadel, 1978; Olton et al., 1978; Olton, 1983; Sterio,
A exposição à dieta hipoproteica produz alterações no hipocampo e é
responsável por diversos prejuízos cognitivo-comportamentais (Almeida et al., 1996a, 1996b, 1996c; Barnes et al., 1996; Castro et al., 1989; Castro & Rudy, 1993),
principalmente quanto à memória e à aprendizagem. Esses prejuízos foram encontrados em estudos com modelo animal utilizando o labirinto aquático de Morris (Bedi, 1992; Campbell & Bedi, 1989; Castro & Rudy, 1987; Cordoba et al., 1994; Goodlett et al.,
1986; Jordan et al., 1982; Tonkiss et al., 1994), o labirinto radial (Hall, 1983; Jordan et al., 1981; Simonson & Chow, 1970; Wolf et al., 1986), o labirinto de Hebb-Williams
(Celedon & Colombo, 1979) e o labirinto em T (Almeida et al., 1996d; Tonkiss & Galler, 1990).
Portanto, alguns prejuízos cognitivos causados pela desnutrição já estão bem
estabelecidos em modelo animal (Strupp & Levitsky, 1995), principalmente ao que se refere aos déficits de memória e aprendizagem, por meio da utilização do modelo
hipocampal.
As pesquisas com seres humanos, apesar de em menor quantidade do que as pesquisas em modelo animal, também comprovam esses prejuízos.
Grantham-McGregor (1995) fez uma revisão de 14 estudos que utilizaram crianças desnutridas e encontraram perda nas funções cognitivas e no desempenho escolar. Liu et al. (2004)
investigaram uma série de alterações provocadas pela desnutrição, e, entre elas, encontraram redução no quoeficiente de inteligência (QI). Essa redução também foi
encontrada por Grantham-McGregor et al. (1987), e se manteve mesmo com estimulação psicossocial. Algumas pesquisas que investigaram a prevalência de déficit de atenção em crianças desnutridas apontaram uma incidência de 60%, enquanto que
1.4 - CONSEQUÊNCIAS DA DESNUTRIÇÃO PARA O SISTEMA VISUAL
Há diversos estudos que apontam alterações no sistema visual relacionadas à
desnutrição. Essas alterações atingem as lentes oculares, a retina, o nervo e o trato óptico, e os neurônios do córtex visual. Bonavolonta et al. (1989, 1991) encontraram danos oculares em ratos desnutridos, como perda da transparência do cristalino e
degeneração vacuolar da camada ganglionar da retina.
As pesquisas, que relacionaram a desnutrição com o nervo óptico, mostraram
alterações permanentes em sua organização, diminuição do número e diâmetro das fibras ganglionares (Bedi & Warren, 1983), além de retardo na formação da bainha de mielina, diminuição na quantidade de mielina por axônio e aumento do número de
fibras sem mielina (Almeida et al., 2005). A diminuição na concentração de mielina, da ordem de 20%, também foi encontrada no trato óptico (Buchanan & Roberts, 1948).
Essas alterações indicam diminuição na capacidade do nervo em transmitir impulsos, além de prejuízo na capacidade visual.
Estudos com animais expostos a dieta hipoproteica encontraram mudanças no
córtex visual, como alterações estruturais nas células piramidais (Diaz-Cintra et al., 1990) e diminuição do número de sinapses por neurônio (Bedi et al., 1989; Cragg, 1972;
Gundappa & Desiraju, 1988; Warren & Bedi, 1982, 1984), o que representa um déficit sináptico de 22% (Peeling & Smart, 1994a, 1994b).
Em humanos, Benítez-Bribiesca et al. (1999) realizaram análises histológicas do córtex occipital de 13 crianças que morreram de desnutrição proteica-calórica grave e encontraram encurtamento dos dendritos apicais, além de diminuição no número de
1.5 – A ACUIDADE VISUAL E SENSIBILIDADE AO CONTRASTE VISUAL
A acuidade visual (AV) é definida como a recíproca da menor distância
necessária para se perceber dois pontos como distintos. É uma medida clássica no estudo do desempenho do sistema visual em discriminar detalhes finos dos objetos no espaço, sendo uma medida útil para o estudo do desenvolvimento da visão espacial
(Dobson & Teller, 1978).
Há, na literatura, alguns estudos que mediram a AV de recém-nascidos
(SanGiovanni et al., 2000; Tornqvist & Källén, 2004), crianças (O'Connor et al., 2004; Powls et al., 1997) e adultos (Olsen et al., 2001) que nasceram com baixo peso, menor que 2,5 Kg. Porém, até o presente momento, só encontramos dois estudos que
investigaram os efeitos da desnutrição na AV de crianças: (i) Durmaz et al. (1999) utilizaram o potencial visual evocado por flash de luz (PVE) em crianças desnutridas
com idade entre 0 e 18 meses. Houve um aumento na latência das ondas registradas nas crianças desnutridas, o que indica prejuízo no processamento neural da visão; (ii) Dantas et al. (2005) realizaram uma pesquisa com 91 crianças de 2 a 11 anos que
sofreram desnutrição grave em algum momento entre o nascimento e os 6 meses de vida. Por meio do método do olhar preferencial (Cartões de Acuidade Visual de Teller),
encontraram redução na AV dessas crianças. Observaram ainda: (a) maior frequência de astigmatismo e miopia, (b) alterações fundoscópicas, como nervo óptico hipocorado, (c)
alterações na coloração da retina e (d) atrofia celular no epitélio pigmentar.
Já a sensibilidade ao contraste (SC) de luminância é uma medida clássica na literatura. O estímulo tradicionalmente usado nessa medida é um padrão com grades
equivalentes a frequências espaciais mais baixas, ou mais finas, equivalentes a
frequências espaciais mais altas. A ideia é medir a quantidade mínima de contraste necessária (limiar de contraste) para um indivíduo detectar esse padrão de grade para
uma dada frequência espacial. Quanto menor essa quantidade, maior é a sensibilidade ao contraste. Portanto, a SC pode ser definida como o inverso do limiar de contraste (Cornsweet, 1970).
A curva de sensibilidade ao contraste, mais conhecida como função de sensibilidade ao contraste, FSC (Campbell & Robson, 1968), tem um formato padrão,
um U invertido, devido a SC normal de adultos ser maior para frequências espaciais médias; enquanto é menor para as frequências espaciais mais baixas e mais altas. Alterações neste formato padrão podem indicar alterações ópticas e neurais (Akutsu &
Legge, 1995; Artal et al., 1993; Bour & Apkarian, 1996; Elliott & Situ, 1998; Vleugels et al., 1998).
Estudos eletrofisiológicos prévios indicam que estímulos simples, como grades senoidais em coordenadas cartesianas, são processados preferencialmente em áreas visuais corticais primárias, como V1, enquanto que estímulos mais complexos, como
grades concêntricas em coordenadas polares (não-cartesianas), são processados preferencialmente em centros visuais além de V1, como V2 e V4 (Gallant et al., 1996;
Merigan, 1996; Wilkinson et al., 2000).
Segundo David et al. (2006), a maioria dos neurônios em V1 é seletiva a grades
cartesianas, porém, Hedge e Van Essen (2007), mostraram que há algumas células em V1, com campo receptivo grande e clara preferência por contornos complexos do que por barras e grades simples. Aparentemente, a seletividade para grades cartesianas e
grades cartesianas diminui e aumenta para grades não-cartesianas (ver Figura 1 de
Wilkinson, 2000).
Hedge e Van Essen (2007) descobriram que 61% das células em V2 respondem
melhor para grades não-cartesianas do que para grades cartesianas, além de serem mais seletivas para estímulos com contorno com ângulos, intersecções, arcos e círculos, o que contradiz os achados anteriores (Hedge e Van Essen, 2003), que apontavam pra uma
preferência maior em V2 para grades concêntricas.
Em V4, a maioria dos neurônios é seletiva a estímulos não-cartesianos (David et
al., 2006). Sub-populações distintas, compondo 16–17% das células de V4, respondem pelo menos duas vezes mais forte para estímulos hiperbólicos, radiais ou concêntricos, do que para grades cartesianas; enquanto que pouquíssimas células (0–8%) respondem melhor para grades cartesianas (Gallant et al., 1993; 1996). Segundo Hedge and Van Essen (2007), a porcentagem de células que respondem melhor para grades
não-cartesianas do que para grades não-cartesianas em V4 é de 65%.
Apesar de haver vários estudos que mostram diferenças no sistema visual devido à desnutrição, com medidas fisiológicas em animais (Cragg, 1972; Warren & Bedi,
1982; Gundappa & Desiraju, 1988; Bedi, Massey & Smart, 1989; Diaz-Cintra et al., 1990) e fisiológicas post-mortem em humanos (Benítez-Bribiesca, Rosa-Alvarez &
Mansilla-Olivares, 1999), há bem menos estudos comportamentais que investigam essas diferenças, seja em ratos ou em humanos.
Por exemplo, em estudos pilotos, Santos et al. (2009) e Santos & Alencar (2010) mediram a SC de crianças com desnutrição atual e pregressa, respectivamente, para grades senoidais cartesianas e mostraram que tanto a desnutrição atual como a pregressa
senoidais polares e mostraram que a desnutrição pregressa prejudica a SC visual de
forma diferente para estímulos cartesianos e polares.
2 – JUSTIFICATIVAS
Diversos aspectos demonstram a relevância do presente estudo: (i) é importante
conhecer a desnutrição proteica, que se constitui em um dos principais problemas de saúde coletiva em escala mundial, por sua magnitude, consequências biológicas e danos
sociais (Falbo & Alves, 2002); (ii) a desnutrição causa diversos prejuízos no sistema visual, porém a literatura ainda é pobre no que se refere aos estudos com medidas comportamentais que expressem, na prática, a dimensão desses prejuízos; (iii) os
problemas visuais acarretam ônus ao aprendizado e à socialização, prejudicando o desenvolvimento natural das aptidões intelectuais, escolares, profissionais e sociais
(Thylefors et al., 1984); (iv) diversos autores reconheceram a associação entre o bom rendimento escolar e a saúde visual (Lauretti-Filho & Romão, 1982); (v) nos estudos que procuraram investigar a AV de desnutridos, a classificação nutricional utilizada não
foi exposta, havendo pouca ou nenhuma informação acerca da etiologia, duração ou cronicidade do déficit nutricional, o que dificulta relacionar os resultados encontrados
somente à desnutrição; (vi) o estudo proposto utilizou, além de seres humanos, um modelo animal e um delineamento experimental que possibilitou um controle maior e
resultados mais seguros e objetivos; (vii) as medidas comportamentais da AV e da SC visual foram realizadas em um equipamento adequado e eficiente, desenvolvido especialmente para este estudo, de fácil aplicabilidade; (viii) as células retinianas e do
em tarefas de reconhecimento; (ix) as consequências visuais da desnutrição sugerem a
necessidade de uma maior atenção nutricional às crianças, por parte do governo, secretarias, ambulatórios, hospitais e da sociedade em geral; (x) a utilização conjunta de
medidas comportamentais e biológicas garantem uma maior validade das alterações encontradas; (xi) este estudo é inédito no que se propõe; e (xi) traz resultados de importância para clínica, saúde pública, neurociências, oftalmologia, psicologia
sensorial, psicologia cognitiva, entre outras áreas.
3 - OBJETIVOS
3.1 - GERAL
Avaliar os efeitos da desnutrição proteica na percepção de contraste e
acuidade visual em humanos e ratos Wistar.
3.2 – ESPECÍFICOS
EXPERIMENTO 1
Medir, por meio de método comportamental, a SC para grades senoidais
lineares e verticais em coordenadas cartesianas e para grades senoidais concêntricas em coordenadas polares de crianças de 7 a 10 anos sem desnutrição, com desnutrição atual
e com desnutrição pregressa.
EXPERIMENTO 2
Desenvolver e padronizar o equipamento para medidas comportamentais
(Labirinto de Imagens), em ratos Wistar (albino), da AV e da SC para grades senoidais
lineares e verticais em coordenadas cartesianas e também para grades senoidais concêntricas em coordenadas polares;
Medir, por meio de método comportamental, a AV e a SC para grades
concêntricas em coordenadas polares de ratos Wistar sem desnutrição, com desnutrição
atual e com desnutrição pregressa.
EXPERIMENTO 3
Realizar análises morfológicas e bioquímicas, por imuno-histoquímica,
de células da retina e do córtex visual primário e superior em ratos Wistar sem
desnutrição, com desnutrição atual e com desnutrição pregressa.
4 – APRESENTAÇÃO
Esta proposta para o doutorado direto deu continuidade aos projetos de que
participei durante a graduação, vinculados ao Laboratório de Percepção, Neurociências e Comportamento (LPNeC) - UFPB, com o apoio do Conselho Nacional de
Desenvolvimento Científico e Técnológico (CNPq) e com auxílio de bolsa de Iniciação Científica. Relaciona-se também ao tema da minha monografia: “Percepção Visual de Crianças com Desnutrição Atual, Pregressa ou Crônica”, sob orientação do Professor
Dr. Natanael Antonio dos Santos.
Os experimentos com crianças aconteceram no LPNeC, com a colaboração do
Professor Dr. Natanael Antonio dos Santos. Por meio do método psicofísico da escada com escolha forçada entre duas alternativas temporais, acessamos a SC visual de crianças com desnutrição atual e pregressa a estímulos em coordenadas cartesianas e
polares.
Tanto o segundo como o terceiro experimento aconteceram no Laboratório de
Comportamento da USP de Ribeirão Preto/SP. Foram realizadas medidas de AV e SC
visual por meio do método psicofísico da escada com entrada forçada entre duas alternativas espaciais.
Um terceiro experimento complementar utilizou análises morfológicas e bioquímicas da retina, para acessar por meio de técnicas de imuno-histoquímica, possíveis alterações nas células da retina e do córtex visual. Todos os três experimentos
tiveram como orientador o Professor Dr. Luiz Roberto Giorgetti de Britto.
5 - EXPERIMENTO 1
5.1. - MATERIAIS E MÉTODOS
5.1.1 - AMOSTRA
Participaram deste estudo 60 crianças (36 meninos, 60% e 24 meninas, 40%) de
7 a 11 anos de idade (média = 9,3; desvio padrão = 1,5). Todas as crianças tinham acuidade visual normal (critério de inclusão), acessada com o cartão de optotipos
direcionais “E” de Rasquin (Xenônio, São Paulo/SP, Brasil) e estavam livres de doenças oculares ou neurológicas (critério de exclusão), além dos que estão relacionados à desnutrição. A triagem das crianças que compuseram a amostra foi realizada no
Programa de Erradicação do Trabalho Infantil (PETI) da Comunidade Santa Clara, no bairro Castelo Branco, na cidade de João Pessoa, estado da Paraíba.
A participação de todos os voluntários levou em consideração os aspectos éticos pertinentes à investigação envolvendo seres humanos, conforme a resolução nº. 196/96 do Conselho Nacional de Saúde (1996). Este plano foi submetido e aprovado pelo
foi voluntária, e só ocorreu mediante a assinatura de um Termo de Consentimento Livre
e Esclarecido pelos pais ou responsáveis (ANEXO II).
5.1.2 - CRITÉRIOS DE CLASSIFICAÇÃO DA AMOSTRA
As crianças foram selecionadas e classificadas de acordo com os parâmetros
antropométricos de Waterlow (Sigulem et al., 2000). Embora existam outras classificações antropométricas bastante utilizadas, como a de Gómez e a da OMS,
optamos pela classificação de Waterlow por ser indicada para crianças de 2 a 10 anos, o que compreende a faixa etária que foi utilizada no presente estudo. Ela se baseia nos índices de estatura/idade e peso/estatura.
Há três classes nas quais as crianças foram inseridas: (i) Eutrofia (relação estatura/idade > 95% e peso/estatura > 90%), ou GC (n=20), com estatura adequada
para idade e peso adequado para estatura; (ii) Desnutrição Atual ou Aguda (relação estatura/idade > 95% e peso/estatura inferior < 90%), ou GEa (n=20), com estatura adequada para idade, mas baixo peso de acordo com a estatura; e (iii) Desnutrição
Pregressa (relação estatura/idade < 95% e peso/estatura inferior > 90%), ou GEp
(n=20), com estatura baixa para idade, mas peso adequado para a baixa estatura.
Sigulem et at. (2000) apresentam uma boa revisão sobre o diagnóstico do estado nutricional da criança e do adolescente.
Por meio da abertura e aprovação de um processo junto à Secretaria de Saúde do Estado da Paraíba, tivemos acesso aos Cartões da Criança contendo o acompanhamento do peso do nascimento aos dois anos de idade, feito pelo Programa de Saúde da Família
Os dados contidos nos cartões foram utilizados para corroborar a classificação
antropométrica de Waterlow, confirmando que: (a) as crianças com eutrofia não apresentaram déficit de peso ou altura até o momento presente; (b) as crianças com
desnutrição atual não apresentaram déficit de peso ou altura em nenhum momento do nascimento até os dois anos de idade; porém apresentam déficit de peso atual, apesar de estatura adequada; e (c) as crianças com desnutrição pregressa apresentaram baixo peso
durante o período crítico de desenvolvimento do sistema nervoso (Morgane et al., 1993), por pelo menos seis meses, em algum momento do nascimento até os dois anos
de idade, e passaram por uma recuperação nutricional, não apresentando atualmente déficit de peso, apesar de apresentarem uma baixa estatura de acordo com a idade.
Há um terceiro tipo de desnutrição, a desnutrição crônica, que não foi
encontrado na população triada para esse estudo. A desnutrição crônica acontece quando a criança teve desnutrição dos zero aos dois anos, e ainda tem desnutrição
atualmente. Ou seja, equivale a uma desnutrição pregressa, porém sem recuperação nutricional. Essa prevalência de apenas dois tipos de desnutrição no país, atual e pregressa, ao invés de três, pode se dever ao procedimento utilizado pelo PSF. Os
agentes de saúde do PSF só continuam a monitoração do peso das crianças com mais de dois anos de idade, indo até suas casas regularmente, quando essas crianças
apresentaram desnutrição do nascimento aos dois anos. Assim, essas crianças são acompanhadas de perto e, em sua maioria, são recuperadas com introdução de fórmulas
lácteas. Esses casos são os de desnutrição pregressa, e a recuperação nutricional, impede o aparecimento da desnutrição crônica.
Por outro lado, as crianças que não apresentaram desnutrição nesse período, só
do PSF, o que raramente acontece. Assim, essas crianças que deixam de ser
acompanhadas, muitas vezes integram o grupo de crianças com desnutrição atual. Uma entrevista foi realizada com as mães das crianças selecionadas para o
estudo, visando uma anamnese da história nutricional da criança. Para tanto, foram investigadas características gerais da família, como peso e altura dos pais, nutrição da mãe durante a gestação e amamentação, nutrição do bebê e problemas de saúde da mãe
e da criança (ANEXO III).
5.1.3 – ESTÍMULOS VISUAIS E EQUIPAMENTOS
Foram utilizados estímulos acromáticos e estáticos, circularmente simétricos,
com diâmetro de aproximadamente 7,2 graus de ângulo visual, gerados em tons de cinza e com luminância média de 40,1 cd/m2. Os estímulos de teste (ver Figura 2) eram
grades senoidais lineares e verticais (Campbell & Grenn, 1965), definidas em coordenadas cartesianas de 0,25; 1,0; 2,0 e 8,0 ciclos por grau de ângulo visual (cpg) e grades senoidais concêntricas (Kelly, 1960) definidas em coordenadas polares e com as
mesmas frequências espaciais. O estímulo neutro era totalmente cinza e continha apenas a luminância média.
Os estímulos foram calibrados para aparecer no centro da tela do monitor de
vídeo, a 150 cm de distância do observador. Uma cadeira fixa e um apoio de testa e queixo foram utilizados para controlar a distância. O monitor utilizado, para formar e
apresentar os estímulos, era um CRT (Cathodic Ray Tube) cromático, da marca LG, com tela de 19 polegadas, com resolução de 1024 x 768 pixels e frequência de atualização da imagem de 70 Hz, controlado por um microcomputador com conectores
de vídeo VGA e DVI.
A proporção de alcance dinâmico do monitor foi ampliada mais de 64 vezes, por
um processador de vídeo digital, BITS++ (Cambridge Research Systems, Rochester, Kent, England). Os 8 bits por canal, ou 24 bits por pixel, existentes no monitor comum, que equivalem a 256 (ou 28) níveis em escalas de cinza, foram ampliados para 14 bits
por canal, ou 42 bits por pixel, que equivalem a mais de 16.384 (ou 214) níveis em escalas de cinza, o que possibilita o uso de um computador tradicional para
experimentos com alta resolução de contraste. Esse software trabalhou em conjunto com um programa desenvolvido pelo grupo, escrito em linguagem C++, para gerar os estímulos, controlar a apresentação e registrar os valores de limiar de contraste.
O programa LightScan, com um fotômetro OptiCAL (Cambridge Research Systems, Rochester, Kent, England), mediu a luminância da tela e realizou a correção
gamma, utilizando como amostra 256 pontos, de 0 a 255 (gamma = 1,0). Os valores de luminância mínima e máxima da tela foram de 0,20 cd/m2 e 80,0 cd/m2,
respectivamente (luminância média = 40,1 cd/m2) e a luminância de fundo foi a própria luminância mínima. A sala do laboratório media 2,5 por 2,0 metros, com uma lâmpada fluorescente Philips de 20W acesa. As paredes eram cinza para melhor controle da
5.1.4 – PROTOCOLO DO MÉTODO COMPORTAMENTAL COM HUMANOS
Os experimentos só começaram quando o experimentador estava certo de que os
participantes entenderam e responderam de acordo com as instruções. Neste contexto, as instruções foram repetidas e treinadas em uma sessão de familiarização com as condições do experimento.
Todas as crianças responderam de acordo com a seguinte instrução: “Pares de
círculos aparecerão na tela, primeiro um e depois o outro. Um deles será totalmente
cinza, enquanto o outro terá listras claras e escuras (ou círculos claros e escuros, no caso dos estímulos em coordenadas polares). Quando o círculo com listras claras e escuras aparecer em primeiro lugar, você deve apertar o botão esquerdo do mouse (botão 1);
quando o círculo com as listras claras e escuras aparecer em segundo lugar, você deve apertar o botão direito do mouse (botão 2)”.
Uma sequência de estímulos foi apresentada durante cada sessão experimental começando com um bipe. Imediatamente após o bipe, havia a apresentação do primeiro estímulo por 2 segundos. E após um intervalo de 1 segundo, o segundo estímulo era
apresentado por 2 segundos. Então, o voluntário respondia apertando o botão 1 ou 2 do mouse. Todas as crianças responderam dentro de um intervalo de até 3 segundos. Uma
resposta correta era seguida por outro bipe. O intervalo entre tentativas era de 3 segundos, independentemente da resposta (ou escolha) ser correta ou incorreta. O bipe
que indicava o início da apresentação dos pares de estímulos era diferente daquele que indicava uma resposta correta.
Os participantes realizaram os experimentos com visão binocular e pupila
com rastreamento de resposta e escolha forçada entre duas alternativas temporais
(Wetherill & Levitt, 1965).
O procedimento para medir o limiar de contraste para cada frequência especial
consistiu na apresentação de pares sucessivos de estímulos elementares: um deles era o estímulo teste que deveria ser identificado pelo participante (o primeiro ou o segundo estímulo de cada par) e o outro era o estímulo neutro contendo apenas a luminância
média (no caso do estímulo de teste ser o primeiro de cada par, o estímulo neutro era o segundo; enquanto que quando o estímulo de teste era o segundo, o estímulo neutro era
apresentado primeiro).
A ordem da apresentação dos estímulos e das frequências era randomizada pelo programa. O critério utilizado para alterar o contraste durante a sessão experimental foi
o de três acertos consecutivos para reduzir o contraste em 20%, e de um erro para
aumentar na mesma porcentagem (3↓1↑). A redução, ou acréscimo de 20%, era sempre sobre o valor restante de contraste.
As medidas de limiar de contraste começaram com o estímulo teste em nível supralimiar (contraste = 1 ou 100%). Cada vez que a criança respondia corretamente, o
contraste diminuía sucessivamente até que ela cometesse um erro. O programa registrava o último valor de contraste percebido. O contraste então aumentava até que a
criança conseguisse perceber o estímulo novamente. Nesse caso, o programa registrava o primeiro valor de contraste percebido. A sessão experimental terminava
automaticamente quando seis valores de contraste eram registrados. Esse procedimento foi repetido para cada frequência especial em coordenadas cartesianas e polares. Após um intervalo de pelo menos 48 horas, as crianças passaram por um reteste e mais seis
O limiar de contraste calculado para cada criança e utilizado na análise
estatística foi a média aritmética dos 12 valores de contraste (seis no teste e seis no reteste). Para mais informações ver Santos, Alencar e Dias (2009); Santos e Alencar
(2010); e Alencar e Santos (2012). Os dados de limiar de contraste foram transformados em valores de Sensibilidade ao Contraste (SC=1/limiar) e em seguida, foram convertidos em escala logarítmica.
5.2 – RESULTADOS
O tratamento estatístico consistiu primeiramente na realização de um teste para outliers (teste Tukey two sided). Este teste denomina como outlier os valores que estão
acima do percentil 75 ou abaixo do percentil 25, porém, nenhum valor foi identificado como outlier. Além disso, foi realizado o teste de Kolmogorov-Smirnov que verificou
que os dados, por condição nutricional e por frequência espacial, seguem uma distribuição normal. O teste de homogeneidade de variâncias de Levine mostrou que os grupos possuem homogeneidade de variância. Assim, todos os pressupostos (não
existência de valores extremos ou outliers, distribuição normal e homogeneidade de variância) foram atendidos para a realização de testes paramétricos, ou seja,
generalizáveis para população.
Para análise dos dados, foi utilizado um delineamento misto, considerando que
o fator condição nutricional é um fator independente ou categórico, enquanto que o fator SC para as quatro frequências espaciais medidas é um fator dependente e de medidas repetidas. Utilizou-se a Repeated Measures Analysis of Variance, ou ANOVA, para
(GC, GEa e GEp). O teste post hoc Tukey HSD foi utilizado para identificar entre quais
grupos e para quais frequências espaciais houve diferenças estatísticas na SC.
Os dados obtidos com os estímulos em coordenadas cartesianas e em
coordenadas polares foram analisados separadamente, pois, não há sentido em comparar dois estímulos que de partida já são diferentes e, inclusive, são processados em áreas visuais diferentes.
5.2.1 - SENSIBILIDADE AO CONTRASTE PARA ESTÍMULOS EM
COORDENADAS CARTESIANAS
A ANOVA aplicada aos dados de sensibilidade ao contraste para o estímulo
Figura 3: Função de Sensibilidade ao Contraste (FSC) para estímulos em coordenadas cartesianas, em crianças sem desnutrição (GC --●--), com desnutrição atual (GEa --■--) e com desnutrição pregressa (GEp --▲--), para as frequências espaciais de 0,25; 1,0; 2,0 e 8,0 cpg. As barras verticais denotam intervalo de confiança de 95%. O asterisco (*) representa diferença estatisticamente significante (p<0,05) entre o GC e os demais grupos, já a cerquilha (#) representa diferença estatisticamente significante entre os grupos experimentais.
Como havia 3 grupos, o post hoc Tukey HSD foi utilizado para verificar entre
quais grupos houve diferença. O teste mostrou diferença significante entre todos os grupos, GC x GEa, GC x GEp e GEa x GEp (p<0,05). A análise com o post hoc Tukey HSD (Tabela 1) mostrou que: (a) o GC versus o GEa foi 10% e 11% mais sensível para
perceber as frequências espaciais de 1,0 e 2,0 cpg, respectivamente (p<0,05); (b) o GC comparado ao GEp foi 33%; 60% e 53% mais sensível para perceber as frequências
cpg, respectivamente, e 27% menos sensível para perceber a frequência espacial de 8,0
cpg (p<0,05).
Tabela 1 - N válido utilizado para análise estatística; médias, mínimo, máximo, desvio padrão e erro padrão dos valores de sensibilidade ao contraste dos grupos (GC, GEa e GEp) para as frequências espaciais de 0,25; 1,0; 2,0 e 8,0 cpg
GC
N válido Média Valor Mínimo Valor Máximo Desvio Padrão Erro Padrão 0,25 20 1,544464* 1,338990 1,761889 0,129345 0,028922 1,0 20 2,110141* 1,778512 2,244861 0,138266 0,030917 2,0 20 2,079722* 1,928559 2,235099 0,094312 0,021089 8,0 20 0,870832 0,412777 1,274270 0,253826 0,056757
GEa
N válido Média Valor Mínimo Valor Máximo Desvio Padrão Erro Padrão 0,25 20 1,438513
#
1,090806 1,760315 0,157665 0,035255 1,0 20 1,911974*#
1,403599 2,291941 0,248716 0,055615 2,0 20 1,867570*#
1,318095 2,233236 0,280317 0,062681 8,0 20 0,771592#
0,374425 1,230263 0,223724 0,050026GEp
N válido Média Valor Mínimo Valor Máximo Desvio Padrão Erro Padrão 0,25 20 1,156309*
#
0,922734 1,375626 0,105491 0,023588 1,0 20 1,315531*#
0,886886 2,157979 0,409220 0,091504 2,0 20 1,360852*#
0,840326 2,215363 0,362066 0,080961 8,0 20 0,981671#
0,575915 1,192922 0,208821 0,046694 Legenda: O asterisco (*) representa diferença estatisticamente significante (p<0,05) entre o GC e os demais grupos, já a cerquilha (#) representa diferença estatisticamente significante entre os grupos experimentais.5.2.2 - SENSIBILIDADE AO CONTRASTE PARA ESTÍMULOS EM
COORDENADAS POLARES
A ANOVA aplicada aos dados de sensibilidade ao contraste para os estímulos
Figura 4: Função de Sensibilidade ao Contraste (FSC) para estímulos circulares, em coordenadas polares, em crianças sem desnutrição (GC --●--), com desnutrição atual (GEa --■--) e com desnutrição pregressa (GEp --▲--), para as frequências espaciais de 0,25; 1,0; 2,0 e 8,0 cpg. As barras verticais denotam intervalo de confiança de 95%. O asterisco (*) representa diferença estatisticamente significante (p<0,05) entre o GC e os demais grupos, já a cerquilha (#) representa diferença estatisticamente significante entre os grupos experimentais.
Como havia 3 grupos, o post hoc Tukey HSD foi utilizado para verificar entre quais grupos houve diferença. O teste mostrou diferença significante entre todos os
grupos, GC x GEa, GC x GEp e GEa x GEp (p<0,05). A análise com o post hoc Tukey HSD para grupos x SC (Tabela 2) mostrou que: (a) o GC comparado ao GEa foi 12%
mais sensível para perceber as frequências espaciais de 1,0 e 2,0 cpg (p<0,05), (b) o GC comparado ao GEp foi 6% e 49% mais sensível para perceber as frequências espaciais de 0,25 e 8,0 cpg, respectivamente (p<0,05), (c) o GEa comparado ao GEp foi 37%
Tabela 2 - N válido utilizado para análise estatística; médias, mínimo, máximo, desvio padrão e erro padrão dos valores de sensibilidade ao contraste dos grupos (GC, GEa e GEp) para as frequências espaciais de 0,25; 1,0; 2,0 e 8,0 cpg
GC N válido Média Mínimo Valor Máximo Desvio Padrão Padrão Erro 0,25 20 1,256865* 1,003630 1,520907 0,142283 0,031815 1,0 20 1,543687* 1,283604 1,747113 0,122777 0,027454 2,0 20 1,410410* 1,240703 1,605684 0,105203 0,023524 8,0 20 0,678478* 0,447114 0,974874 0,139590 0,031213
GEa N válido Média Mínimo Valor Máximo Desvio Padrão Padrão Erro 0,25 20 1,189266 1,042352 1,364985 0,096398 0,021555 1,0 20 1,383776*# 1,175308 1,634741 0,142757 0,031921 2,0 20 1,255320*# 1,096759 1,485580 0,115725 0,025877 8,0 20 0,624244# 0,273065 0,906449 0,142600 0,031886
Gep
N válido Média Valor Mínimo
Máximo Desvio Padrão
Erro Padrão 0,25 20 1,181809* 0,994095 1,380899 0,108486 0,024258 1,0 20 1,500545# 1,249369 1,623815 0,099626 0,022277 2,0 20 1,360827# 1,233139 1,488689 0,075355 0,016850 8,0 20 0,456028*# 0,233474 0,626119 0,093595 0,020928 Legenda: O asterisco (*) representa diferença estatisticamente significante (p<0,05) entre o GC e os demais grupos, já a cerquilha (#) representa diferença estatisticamente significante entre os grupos experimentais.
5.3 - DISCUSSÃO
5.3.1 – SENSIBILIDADE AO CONTRASTE PARA ESTÍMULOS EM
COORDENADAS CARTESIANAS
A SC para estímulos em coordenadas cartesianas é uma ferramenta clássica e foi utilizada em diversos estudos que investigaram crianças sem (Bradley & Freeman,
1982; Adams & Courage, 2002; Benedek, Benedek, Kéri, & Janáky, 2003) e com diversas alterações (ambliopia: Montés-Micó & Ferrer-Blasco, 2001; Síndrome de
nutricional recente, ou atual, quando a criança não teve história de desnutrição do
nascimento aos 2 anos de idade, porém atualmente apresenta baixo peso. Uma criança com desnutrição atual tem a estatura ideal para a idade, mas apresenta baixo peso em
relação à estatura. Já a desnutrição pregressa é caracterizada por um insulto nutricional passado, em um período crucial no desenvolvimento do sistema nervosa central e do sistema visual, quando a desnutrição representa um alto risco, seguido por reabilitação
nutricional. Em humanos, esse período crítico se estende do terceiro mês de gestação aos 2 anos de idade (Morgane et al., 1993). Uma criança com desnutrição pregressa tem
baixa estatura em relação a sua idade, mas tem peso normal em relação à sua (baixa) estatura. A principal hipótese deste estudo foi que a desnutrição, com ou sem recuperação nutricional, prejudica o desempenho visual de crianças.
Tanto o grupo controle quanto os grupos experimentais apresentaram o mesmo padrão de resposta para as frequências espaciais, ou seja, pico de sensibilidade para as
frequências espaciais médias (1,0 e 2,0 cpg) e sensibilidade menor para a frequência espacial mais baixa (0,25 cpg) e para a frequência espacial mais alta (8,0 cpg). Esse padrão de resposta, o clássico U invertido, é bem estabelecido para grades cartesianas
estáticas ou moduladas por frequência temporal.
Os resultados mostraram que a SC cartesiana de crianças normais e de crianças
com desnutrição atual ou pregressa são diferentes. A desnutrição atual causou um decréscimo na SC cartesiana para as frequências espaciais médias (1,0 e 2,0 cpg);
enquanto que a desnutrição pregressa causou um decréscimo muito mais acentuado, que abrangeu a SC para a frequência espacial mais baixa (0,25 cpg), e para as frequências espaciais médias (1,0 e 2,0 cpg).
déficit nutricional em um período crítico para o desenvolvimento neural, o que aumenta
a susceptibilidade ao ambiente (Dobbing, 1990; Guedes et. al. 2004; Smart, 1990, 1991). Além disso, a desnutrição pregressa afeta os primeiros dois anos de vida da
criança, quando o sistema visual é imaturo do ponto de vista morfológico, neurofisiológico e perceptual (Brown, 1966; Candy et al., 1998; van Sluyters et al., 1990; Wilson, 1988).
As revisões de van Sluyters et al., 1990 e Wilson, 1998 discutem algumas diferenças no sistema visual imaturo em comparação com o sistema visual adulto, como
tamanho da fóvea, morfologia dos cones (corpo celular, segmento interno e segmento externo), diâmetro pupilar, espaço entre fotorreceptores, entre outros. Isso explica porque tantos aspectos responsáveis pela emergência da percepção visual humana (por
exemplo: acuidade visual, sensibilidade ao contraste, visão binocular, dentre outros) estão reduzidos no recém-nascido em comparação com o adulto (Brown, 1966; Candy
et al., 1998; van Sluyters et al., 1990). Portanto, é esperado que um insulto que interfere com o sistema visual antes ou durante o período de maturação da retina, das vias visuais centrais e do processo de mielinização das fibras nervosas e do trato óptico, pode alterar
a SC visual cartesiana.
O grande decréscimo encontrado na SC, para frequências espaciais baixas e
médias, das crianças com desnutrição pregressa, pode ser porque no período crítico de desenvolvimento do cérebro, quando elas sofreram o insulto nutricional, a resposta do
sistema visual é predominantemente sintonizada para frequências espaciais baixas e médias (Adams et al., 2002; Norcia et al., 1990; Suter et al., 1994; Wilson, 1998).
Nessa mesma época, o desenvolvimento das estruturas que processam
do desenvolvimento, o que justifica a SC para a frequência de teste alta, 8,0 cpg, não ter
sofrido prejuízo nas crianças com desnutrição pregressa. Uma boa revisão sobre essa teoria, chamada de teoria dos canais múltiplos, originalmente proposta por Campbell e
Robson (1968), pode ser encontrada em DeValois e DeValois (1988).
Esses resultados indicam que o desempenho das crianças com desnutrição atual ou pregressa para distinguir um objeto de outros objetos ou de um fundo, em baixas
condições de contraste, é reduzido, principalmente em crianças com desnutrição pregressa. Considerando-se que cada faixa de frequências espaciais fornece informações
diferentes a cerca do objeto (Bar, 2004), a interação da desnutrição atual ou pregressa com as estruturas ou mecanismos que processam as frequências espaciais baixas e médias reduz a habilidade da criança para processar informações globais relativas ao
formato do estímulo (fornecidas por frequências espaciais baixas). Porém, aparentemente, essa mesma interação não altera as estruturas que processam
informações referentes a detalhes mais finos dos objetos (fornecidos por frequências espaciais mais altas).
É difícil comparar diretamente os resultados desse estudo com os resultados de
outros estudos citados que envolvem seres humanos. Há importantes diferenças amostrais, teóricas e metodológicas, como por exemplo, os parâmetros antropométricos
utilizados para classificar e diagnosticar a desnutrição, que variam bastante de acordo com a idade (Sawaya, 2006; Sigulem, Devincenzi, & Lessa, 2000). Como é o caso da
classificação de Waterlow, utilizada no presente estudo, que só é adequada para crianças entre 2 e 10 anos de idade (Sigulem et al., 2000).
Também é difícil atribuir as alterações encontradas na SC somente à desnutrição
falta de controle sobre os fatores ambientais é um dos problemas encontrados em
estudos que investigam os efeitos da desnutrição em seres humanos, e essa é a razão para os estudos de maior validade interna serem conduzidos em animais.
5.3.2 – SENSIBILIDADE AO CONTRASTE PARA ESTÍMULOS EM
COORDENADAS POLARES
Poucos estudos examinaram o desenvolvimento da SC para grades
não-cartesianas (Alencar & Santos, 2012; Santos, França, & Cruz, 2007; Santos et al., 2008). Nesse contexto, o presente estudo avaliou os efeitos da desnutrição atual e pregressa na SC visual para estímulos em coordenadas polares em crianças de 8 a 11
anos de idade. A principal hipótese deste estudo foi que a desnutrição, por afetar funções cognitivas superiores, também altere a sensibilidade ao contraste para estímulos
não cartesianos, como os estímulos em coordenadas polares, provavelmente são processados em áreas visuais corticais diferentes das áreas que processam grades cartesianas.
Essa suposição é baseada em pesquisas psicofísicas (Wilson, Wilkinson, & Asaad, 1997; Wilson & Wilkinson, 1998) e neurofisiológicas (Heywood, Gadotti, &
Cowey, 1992; Gallant et al., 1996; Merigan, 1996; Wilkinson et al., 2000) sugerindo que os estímulos visuais cartesianos são decodificados no córtex visual primário, ou V1,
enquanto que estímulos visuais circulares são decodificados em áreas corticais visuais extraestriadas, como V4 e córtex inferotemporal.
Segundo Wilkinson (2000), padrões paralelos provocam uma ativação
cerebrais envolvidas com a percepção de faces, podem ter um viés para padrões
concêntricos, devido à importância de estruturas semicirculares na definição do formato da cabeça (Wilson, Wilkinson, Lin, & Castillo, 2000).
De acordo com Wilson et al. (2000), grades concêntricas em coordenadas polares produzem cerca de metade da ativação causada por faces na área fusiforme, corroborando com a hipótese de que as estruturas concêntricas podem ser um aspecto
importante na percepção de faces. Entretanto, as células de V4 que são ativadas por estímulos concêntricos, podem contribuir para a análise de uma gama muito maior de
objetos, além de faces.
Kelly (1960) foi o primeiro a introduzir o uso de estímulos circulares concêntricos em pesquisas com visão há mais de 50 anos. De acordo com esse
pesquisador, os estímulos não-cartesianos parecem ser mais naturais, considerando o formato simétrico e circular da retina. Adicionalmente, esses estímulos circulares
fornecem um centro de fixação claramente perceptível (Kelly & Magnuski, 1975), o que não ocorre com grades paralelas lineares. Os primeiros estudos que mediram e compararam a SC para barras senoidais verticais e para grades concêntricas moduladas
pela função de Bessel foram conduzidos por Kelly e Magnuski (1975) e por Kelly (1982).
Os valores de SC reportados aqui para o grupo controle são similares aos reportados por Santos, França e Simas (2008), que mediram a SC para estímulos
circulares concêntricos, também modulados pela função de Bessel, em crianças de 4 a 7 anos de idade e em jovens adultos, utilizando o mesmo equipamento e procedimentos utilizados no presente estudo. A SC não-cartesiana modulada pela função de Bessel é
